高中物理原子与原子核问题含答案

1、 原子和原子核问题 氢原子光谱与能级跃迁一、 氢原子光谱1光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光(1) 光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线，可以用来鉴别物质 和强度分布的记录，即光谱(频率)的波长 和确定物质的组成成分，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的 -10 g时就可以被检测到，这种方法称为光谱分析。含量达到10 (4) 在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义 2氢原子的能级结构、能级公式 (1) 玻尔理论 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状 态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量 (2) 光谱分类 跃迁：电子从能量较高的定态轨道

2、跃迁到能量较低的定态轨道 时，会放出能量为h的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能34 J10s) h是普朗克常量，h6.63.(h量差决定，即EEnm 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的 几个概念(2) 这些量子化的能在玻尔理论中，原子的能量是量子化的， 能级：系是氢光谱在可见光区的谱线，巴耳末氢原子光谱的实验规律：(3) 量值，叫做能级111) (R，(R 其波长公式3,4,5n，是里德伯常量，R22 n2 基态：原子能量最低的状态 17 m1.1010) 激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态 量子数

3、：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数激3n3时，氢原子的能量，所以处于n当解析： 1为基态能1,2,3，)，其中E(3) 氢原子的能级公式：EE(n能量，当该原子吸收具有1.87eV发态的氢原子的电离能是1.51eV2 1n1n. 量，其数值为E13.6 eV，所的光子后被电离，电离后电子的动能是 1 2为基态半径，r)，其中n(4) 氢原子的半径公式：rnr(1,2,3，1n1 。以选项B正确 10 m. 又称玻尔半径，其数值为r100.531如图为氢原子的能级示意图的部分，氢原子光谱在可见光部分只2 有四条谱线，一条红色、一条蓝色、两条紫色，它们分别是从n=3、 氢原子的能级图

4、34、5、6能级向n=2能级跃迁时产生的，则下列说法中正确的是（ ） 能级跃迁时产生的能级向n =2nA 红色光谱是氢原子从 =6 能级跃迁时产 =2能级向nn =6能级或n =5蓝色光谱是氢原子从B 生的 【例题】 能级跃迁时，则能够产生紫外线能级向 =7n =3C若从n激发态的氢原子时，氢原n能量的光子照射当用具有1 1.87eV3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金n =1 =6D若原子从n能级向 子（ ） 能级跃迁时所产生的n =2能级向n属发生光电效应，则原子从 =6 A. 不会吸收这个光子 辐射将不可能使该金属发生光电效应0.36eV B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为【答案】

5、吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零C. D 吸收该光子后不会被电离D. 、四条谱线中，红色光谱的频率最小，知红色光谱是氢【解析】A A错误n=2 能级跃迁时产生的故原子从 n=3 能级向 、蓝色谱线频率大于红色谱线，小于紫色谱线，知蓝色光谱是氢B 错误能级跃迁时产生的故Bn n=5能级向 =2原子从n=4能级或 能能级跃迁时，辐射的光子能量小于n=6n=7能级向 n=3C、从 【解析】由跃迁条件，可知 即辐射的光子频率小于紫光级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量， 19Eh J，0.85) eV4.0810 E(3.4024 的频率，不可能是紫外线故错误C14Hz10，根据爱因斯坦光电效应

6、解得辐射出的光子的频率为6.2能级跃迁时所产生的辐射不能使某n=1 能级向D、若原子从 n=6 方程EhW，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV. k 金属发生光电效应，知光子频率小于金属的极限频率，而原子从4 用总能量为13eV的一个自由电子与处于基态的氢原子发生碰撞（不计氢原子的动量变化），则电子可能剩余的能量（碰撞中无能能级跃迁时辐射的光子频率更小于金属的极限频n=2 能级向 n=6 量损失）是（ ） D正确率，不可能发生光电效应故A. 10.2eV B. 2.8eV C. 0.91eV D. 12.75eV 根据光子说，每一个光子的能量均不可“分【解析】：”，也只有D故选 频率的

7、光子才能使k态的原子跃迁到n态。实物粒子与浙江卷】玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验【20143 n当氢原子从2规律，氢原子能级图如图所示，n的能级跃迁到4光子不同，其能量不是一份一份的。实物粒子使原子发生能级跃迁用该频率的光照射的光子_Hz的能级时，2辐射出频率为是通过碰撞来实现的。当实物粒子速度达到一定数值，具有一定的. _eV产生的光电子的最大初动能为eV 2.25逸出功为的钾表面，34 19 s)J106.63h普朗克常量 ，C101.60e（电子电荷量 动能时，实物粒子与原子发生碰撞，其动能可全部或部分地被原子吸收，使原子从一个较低的能级跃迁到另一个较高的能级，原子从只要入射粒

8、子实物粒子所处获得的能量只是两个能级的能量之差。的能量大于或等于两个能级的能量差值，均可使原子发生能级跃 迁。表示，则EE、E本题母氢原子各级能量由低到高分别用E、4213， 射电子的能量大于任一激发态与基，因 【解析】：选A,B 能级，42、3、态的能量差，处于基态的氢原子可能分别跃迁到n2如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低，故正确选而电子可能剩余的能量分别为2.8eV、0.91eV、0.25eV能级跃时，一共可以辐射出6种不同频率的光子其中巴耳末系是指氢原子由高能级n=2能级跃迁时释放的光子，则（ ） 项为B、。CA6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生

9、的 B6种光子中有2种属于巴耳末系 【练习】C使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量 分别表示电子在三种不同能级如图为氢原子的能级图，1A、BCD从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量小于n=3能级跃迁到n=2 跃迁时放出的光子，其中（） 能级释放光子的能量C A频率最大的是 B 波长最长的是BB 波长最长的是D A 频率最大的是C BC 故选：的激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，43 有一个处于量子数n 最多可能发出几种频率的光子？对于一个氢原子，它只能是多种可能的跃迁过程的一种，】：【解析 n4如图所示，的氢原子跃迁到由能级跃迁规律可知：处于量子数 h=激发态跃迁到基态时产生光子的

10、能量最大，根据E解：A、n=4n3，n2，n1较低能级，所以最多的谱线只有3条。 A错误；知，波长最短，故 能级跃迁时释放的光、=26中巴耳末系是指氢原子由高能级向nB种，故=32与n子，6种光子中从=42n的属于巴耳末系，即2 正确；B4 已知氢原子的能级公式为：，其中E=-13.6eV现让一束1，故要使其发生电离能-0.85ev、C能级的氢原子具有的能量为n=4单色光照射一群处于基态的氢原子，受照射后的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则该照射单色光的光子能量为（ ） C的能量，故正确；0.85eV0量变为，至少需要A 13.6eV B 12.75eV C 12.09eV D 10.2e

11、V ，若13.6-3.4=10.2ev能级跃迁到基态释放的光子能量为=2、从Dn【解析】：选C 根据氢原子能自发的发出3种不同频率的光，可能级释放的光能使某金属板发生光电效应，能级跃迁到=3n=2n从 得：，解得：n=3，此时氢原子处于第3能级， ，不一定能使该板发生光电效应，10.2ev3.4-1.51=1.89ev子能量 有： 错误D故7用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到 =12.09eV，E=-1.51-（-13.6）能级差为：E=E-13了一定数目的光谱线。调高电子的能量再此进行观测，发现光谱线 正确故ABD错误，C的数目比原来增加了5条。用n表示两次观测中最高激

12、发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以、=-1.51eV=-3.4eV、E5 已知氢原子的能级规律为E=-13.6eV、E312判断，n和E的可能值为（ ） 范围内的光去照射12.5eV11eVE=-0.85eV现用光子能量介于4An=1，13.22 eVE13.32 eV Bn=2，13.22 eVE13.32 eV C 一大群处于基态的氢原子，下列说法中正确的是（ ）n=1，12.75 eVE13.06 eV Dn=2，12.75 eVE13.06 eV 照射光中可能被基态的氢原子吸收的光子只有一种A B 照射光中可能被基态的氢原子吸收的光子有无数种【解析】：本题由于是电子轰击, 存在两种可能： 第一种n=2